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超声波传感器(超声波传感器有哪些应用)

作者:顺强机电时间:2021-12-09 10:27:17 次浏览

信息摘要:

传感器中,什么是超声波?超声波传感器的工作原理又是怎样的?我们听得到的声音实际上是以波的形式在空气中传播的,一般称之为声波。声波信号的频率在16Hz到2104Hz之间,低于16Hz是次声波,高于2104Hz就是超声波。超声波传感器按照工作原理可以分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等,这里我们介绍最为常见的压电式。超声波开关量输

传感器中,什么是超声波?超声波传感器的工作原理又是怎样的?

我们听得到的声音实际上是以波的形式在空气中传播的,一般称之为声波。声波信号的频率在16Hz到2×104Hz之间,低于16Hz是次声波,高于2×104Hz就是超声波。超声波传感器按照工作原理可以分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等,这里我们介绍最为常见的压电式。超声波开关量输出与ad/开关量输入,程序对其计时。

超声波传感器2.jpg

超声波传感器的优缺点是什么?

超声波传感器的优点:

1.不受物体颜色或透明度的影响

超声波传感器将声音反射出物体,所以颜色或透明度不会影响传感器的读数。

2.能在黑暗环境下使用吗

与使用光线或摄像机的近距离传感器不同,黑暗的环境不会影响超声波传感器的探测能力。

3.不受灰尘、污物或高湿度环境影响

虽然许多传感器在这些环境下工作良好,但仍有一些传感器产生不正确的读数,特别是在极端条件下,即大量的灰尘或水积累。

4.在某些应用中具有较高的精度

超声波传感器在测量平行表面的厚度和距离时具有较高的精度。

高灵敏度和穿透力使超声波传感器更容易探测到外部,也能探测到深部物体。

6.抗环境干扰强:可在任何照明环境下使用。在室内、室外、复杂环境光等各种光照条件下,性能可靠。可对光、烟、尘、颜色、材料等进行非接触检测,所以在某些应用中超声波传感器比红外传感器更好,因为它们不受烟雾或黑物质的影响。

7.应用范围广:超声波传感器可用于水位检测、无人机应用、自动避障应用、距离检测应用等。

8.多用途:有无检测、电平检测、位置检测、距离检测等。可以满足大部分非接触检测的需要。

超声波传感器也有一些缺点:

1.不能在真空中工作

由于超声波传感器使用声音来工作,它们在真空中根本无法工作,因为没有空气来传播声音。

2. 不适合水下

3.软材料会影响传感精度

覆盖在非常柔软的织物上的物体会吸收更多的声波,使得传感器很难看到目标。

4. 5-10度或以上的温度变化会影响传感精度

然而,现在许多制造商的产品都提供温度补偿,这些传感器可以根据启动时或每次量程读数前的温度、电压等的任何变化进行校准。

5. 小物体很难反射声波

物体可能太小,不能反射足够的声波回传感器被探测到。

6. 有些特定的形状很难捕捉到反射波

某些物体的形状或位置会使声波在物体上反弹,但会偏离超声波传感器。在选择超声波传感器时,必须注意上述环境和应用场景;最后,总的来说,距离测量、密闭容器中的液位检测、障碍物检测、透明物体检测、汽车避撞系统、医学成像技术等领域都是使用超声波传感器拳头的场景。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。基于超声波特性研制的传感器称为“超声波传感器”,广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

缺点:

由于压电材料的居里点一般比较高,特别是诊断用超声波探头使用

超声波传感器功率较小,所以工作温度比较低,可以长时间地工作而不失效。医疗用的超声探头的温度比较高,需要单独的制冷设备。

灵敏度主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大,灵敏度高;反之,灵敏度低。您打算用在什么方面?

广泛的说:

1、现在的超声波传感器频率都相对固定,例如40KHz的传感器,只能用在38-42KHz上,其它频率的也类似,目前几乎见不到频域范围广的传感器,例如40KHz~500KHz这样的产品;

2、驱动电压较高,一般100Vp-p到1500Vp-p之间,在很多低压设备上需要脉冲变压器升压,但也会随之带来一些复杂问题。如果有3~5V低压驱动(较大功率)的传感器就更好了;

3、灵敏度,最好能再高一些;

总的来说,这些问题主要是由于超声波传感器多采用压电陶瓷材料的原因,其它材料或结构的超声波传感器,目前在国内几乎见不到。

再说适用性方面,超声波用来检测,一般适合12m以内的测距(极限25米),或者测厚度、探伤、B超等,都是很适合的,精度也很高。但是超过12米,例如1公里测距超声波就很难做到了。工釆网小编总结了超声波传感器的优点为:频率高、波长短、绕射现象小,方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。

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